吐鲁番盆地四周环山，中间低凹，地表辐射的热量不易散发，是中国著名的干热区，历史上极端高温达47.8℃。盆地内干燥少雨，全年日照时数3200小时，年均降水量16毫米，年蒸发能力达2539.4毫米以上，无霜期达210天。境内有三十里风区和百里风区，素有“风库”之称。优越的光热条件和独特的气候，使这里盛产葡萄、哈密瓜、反季节蔬菜等经济作物，是名副其实的“瓜果之乡”。

西汉以来，吐鲁番盆地是中国西北部政治、经济、文化中心之一，又当交通要冲，拥有大量文物古迹。如吐鲁番的高昌故城、交河故城、柏孜克里克千佛洞、胜金口寺院遗址、雅尔湖石窟及苏公塔;鄯善的吐峪沟石窟;还有火焰山、艾丁湖等自然风光和坎儿井。乾旱和风沙是重大灾害，20世纪80年代以来，通过营造防护林和加强灌溉管理，风沙已初步控制，生态环境有所改善。

奇特的坎儿井：吐鲁番独特的自然条件，迫使生活在这里的勤劳智慧的人民采用了利用自然、改造自然的独特的灌溉方式——坎儿井。天山上的座座雪峰和道道冰川，蕴藏着无穷无尽的水利资源，可是当它融化成条条大河冲下山谷。

进入山前戈壁砂砾地带之后，由于烈日蒸发和地表渗漏，只有很少一点水流到达下游绿洲。坎儿井就是用暗渠引水的办法把渗入地下的潜水流引出浇灌的一种方式。它主要由明渠、暗渠和直井组成。吐鲁番盆地有坎儿井一千多条，总长度达3000多千米，它是中国水利工程之一。